KR20150034361A - 회수 장치를 구비한 이동 로봇 - Google Patents

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박재현
박승환
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Abstract

회수 장치를 구비한 이동 로봇이 제공되며, 몸체(Body)에 장착되는 적어도 하나의 이동 부재, 이동 로봇으로 전원을 공급하도록 이동 로봇의 일측에 연결된 전선 부재, 전선 부재의 강성(Rigidity)보다 높은 강성을 가지고, 전선 부재를 그 내부에 위치시켜 전선 부재를 감싸도록 구비되는 회수 부재, 회수 부재를 수발하는 회수 기구를 포함한다.

Description

회수 장치를 구비한 이동 로봇{MOVING ROBOT WITH RETURNING DEVICE}
본 발명은 회수 장치를 구비한 이동 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원격 제어가 불가능한 상황에서 위험 영역으로부터 이동 로봇을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 방사능 지역과 같이 위험 요소가 많아 사람이 직접 진입하지 못하는 영역에는, 이동 로봇을 투입하여 원격에서 제어함으로써 목표 작업을 수행하는 방법이 존재한다.
이때, 이동 로봇이 원점으로 복귀하도록 하는 방법은, 영상 정보를 이용하는 방법에 의하여 이루어지고 있다. 이동체를 복귀시키는 방법과 관련하여, 선행기술인 한국등록특허 제10-0645814호(2006.11.23 공고)에는 카메라 모듈로부터 입력되는 적외선 모듈의 적외선 영상 정보를 이용하여 원점으로 복귀하도록 제어하도록 하는 구성이 개시되어 있다.
다만, 이동 로봇을 복귀하는 방법을 제공함에 있어서, 이동체와 원격 제어 장치 간의 통신이 단절되는 경우, 이동 로봇을 초기 출발 지점으로 복귀하는 방법에 대해서는 개시하지 않고 있다. 또한, 이동 로봇이 위험 영역에 위치한 경우 작업자가 투입될 수 없는데, 이동 로봇이 초기 출발 위치 방향으로 이동하도록 제어되는 구성도 기재되어 있지 않다.
한국등록특허 제10-0645814호(2006.11.23 공고)에는 이동로봇의 자동 충전 복귀 시스템 및 그 복귀 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예는, 이동 로봇의 전선 부재보다 큰 강성을 가지는 회수 부재를 구비하고, 적어도 하나의 이동 부재를 구비함으로써, 이동 로봇이 교착 상태에 빠진 경우일지라도 회수 부재 및 장력을 이용하여 이동 로봇을 초기 위치로 위치시킬 수 있는 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 제공할 수 있다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 몸체(Body)에 장착되는 적어도 하나의 이동 부재, 이동 로봇으로 전원을 공급하도록 이동 로봇의 일측에 연결된 전선 부재, 전선 부재의 강성(Rigidity)보다 높은 강성을 가지고, 전선 부재를 그 내부에 위치시켜 전선 부재를 감싸도록 구비되는 회수 부재, 회수 부재를 수발하는 회수 기구를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 원격 제어가 불가능한 상황일지라도 회수 부재의 장력을 이용하여 이동 로봇을 회수할 수 있는 방법을 구현할 수 있고, 위험 영역에 인력이 투입되지 않아도 되므로 안전 사고를 미연에 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 회수 장치를 구비한 이동 로봇의 회수 부재 및 전선 부재를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 회수 장치를 구비한 이동 로봇의 회수 부재 및 전선 부재를 도시한 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 적어도 하나의 이동 부재(100), 전선 부재(200), 회수 부재(300), 회수 기구(400)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.
적어도 하나의 이동 부재(100)는 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)의 몸체(Body)에 장착된다. 이때, 적어도 하나의 이동 부재(100)는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 변형될 수 있고, 이는 이하에서 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)과 이동 로봇(1)은 동일한 용어로 정의한다.
전선 부재(200)는 이동 로봇(1)으로 전원을 공급하도록 이동 로봇(1)의 일측에 연결된다.
회수 부재(300)는 전선 부재(200)의 강성(Rigidity)보다 높은 강성을 가지고, 전선 부재(200)를 회수 부재(300)의 내부에 위치시켜 전선 부재(200)를 감싸도록 구비된다. 도 2를 참조하면, 회수 부재(300)는 예를 들어, 소방 로봇(미도시)의 소방 호스나 원전 로봇(미도시)의 유선 통신 케이블로 대체될 수도 있다. 즉, 소방 로봇은 소방 호스를 구비하고, 원전 로봇은 원격 제어를 위한 유선 통신 케이블을 구비하는데, 소방 로봇이나 원전 로봇의 경우, 별도의 회수 로프가 설치되지 않고, 소방 호스나 유선 통신 케이블을 회수 로프로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 회수 부재(300)도 소방 호스나 유선 통신 케이블로 구비될 수 있고, 이에 따라, 높은 장력에 의해 회수 부재(300)를 잡아당기더라도 높은 장력에 의하여 끊어지지 않도록 할 수 있다. 이때, 회수 부재(300)는 전선 부재(200)보다 강성이 높은 피복을 사용할 수 있다.
도 1로 다시 돌아와서, 회수 기구(400)는 회수 부재(300)를 수발한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 고장이 발생하여 스스로 움직일 수 없는 경우, 회수 부재(300)를 당겨서 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)을 회수할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 적어도 하나의 이동 부재(100)는 이동 로봇(1)의 몸체를 둘러싸도록 장착되는 볼캐스터(Ballcaster), 바퀴형 캐스터, 고정형 플리퍼(Flipper) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 고장이 발생하여 스스로 움직일 수 없는 경우, 회수 부재(300)를 당겨서 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)을 회수할 수 있는데, 이때 모터와 바퀴가 높은 기어비로 연결되기 때문에 모터가 정지한 경우, 바퀴가 쉽게 회전하지 않아 회수가 어려울 수 있다.
따라서, 제 1 실시예에 따른 적어도 하나의 이동 부재(100)는 바퀴를 이용하지 않고도 쉽게 이동할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)을 옆으로 넘어뜨리더라도 적어도 하나의 이동 부재(100)에 의해 구름이 발생하므로, 쉽게 회수할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 측면도이다. 도 4를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 하부 패널(500), 제어부(600), 리니어 모터(700)를 더 포함할 수 있다.
이때, 하부 패널(500)은 이동 로봇(1)의 하부면에 위치할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 이동 부재(100)가 하부 패널(500)의 하부면에 장착될 수 있다.
제어부(600)는 이동 로봇(1)이 이동 불가인 상태를 감지할 수 있고, 리니어 모터(700)는 제어부(600)에서 이동 로봇(1)의 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 하부 패널(500)을 하측으로 돌출시킬 수 있다. 이에 따라, 적어도 하나의 이동 부재(100)는 리니어 모터(700)에 의해 이동 로봇(1)의 이동 수단보다 하측으로 돌출될 수 있다. 여기서, 이동 수단은 이동 로봇(1)의 바퀴일 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 고장이 발생하여 스스로 움직일 수 없는 경우, 이동 로봇(1)의 바닥에서 적어도 하나의 이동 부재(100)가 장착된 하부 패널(500)을 돌출시키고, 회수 부재(300)를 당겨서 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)을 회수할 수 있다. 즉, 이동 로봇(1)이 모터와 바퀴가 물려있는 상태로 교착된 경우, 구름이 발생하지 않을 수 있으므로, 구름을 발생시킬 수 있는 적어도 하나의 이동 부재(100)를 하측으로 돌출시킴으로써 이동 로봇(1)이 서 있는 상태에서도 회수가 가능케 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 에어백 모듈(800), 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.
이때, 에어백 모듈(800)은 이동 로봇(1)의 몸체의 표면을 둘러싸도록 장착되는 적어도 하나의 이동 부재(100)일 수 있다.
제어부(600)는 이동 로봇(1)이 이동 불가인 상태를 감지할 수 있다. 이때, 제어부(600)에서 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 에어백 모듈(800)이 구동되어 이동 로봇(1)을 구 형상으로 형성시킬 수 있다. 이때, 에어백 모듈(800)의 에어백은 이동 로봇(1)을 보호하고 높은 탄성과 적은 마찰력을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 단면도이다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 제 4 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 적어도 하나의 기어(900), 주 모터(930), 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 기어(900)는 이동 로봇(1)의 이동 수단(910)과 연결될 수 있다. 이때, 이동 수단(910)은 이동 로봇(1)의 이동 바퀴일 수 있다.
주 모터(Primary Motor, 930)는 적어도 하나의 기어(900)와 맞물려 이동 수단(910)을 구동시킬 수 있다.
제어부(600)는 이동 로봇(1)이 이동 불가인 상태를 감지할 수 있다. 이때, 제어부(600)에서 이동 로봇(1)의 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 주 모터(930)가 적어도 하나의 기어(900)와 분리되도록 주 모터(930)가 일측으로 이동될 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은 고장이 발생하여 스스로 움직일 수 없는 경우, 주 모터(930)를 적어도 하나의 기어(900)와 분리시킴으로써, 이동 수단(910)과 주 모터(930)의 연결을 해제할 수 있다. 이에 따라, 주 모터(930)와 연결되지 않은 적어도 하나의 이동 수단(910)은 용이하게 굴러갈 수 있고, 회수 부재(300)의 장력으로 이동 로봇(1)을 회수할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇을 설명하기 위한 사시도이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 제 5 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은, 이동 수단으로 캐터필러(Caterpillar, 910)를 구비할 수 있고, 제어부(600), 리니어 모터(700)를 더 포함할 수 있다.
이때, 캐터필러(910)는 적어도 하나의 주 이동 바퀴(911), 적어도 하나의 보조 이동 바퀴(913), 적어도 하나의 주 이동 바퀴(911)와 적어도 하나의 보조 이동 바퀴(913)를 감싸는 벨트(915)를 포함할 수 있다.
제어부(600)는 이동 로봇(1)이 이동 불가인 상태를 감지할 수 있고, 리니어 모터(700)는 캐터필러(910)로 연결될 수 있다. 이때, 제어부(600)에서 이동 로봇(1)의 이동 불가 상태를 감지한 경우, 리니어 모터(700)를 구동시켜 벨트(915)의 핀을 제거할 수 있다. 또는, 제어부(600)에서 이동 로봇(1)의 이동 불가 상태를 감지한 경우, 리니어 모터(700)가 적어도 하나의 주 이동 바퀴(911) 또는 적어도 하나의 보조 이동 바퀴(913)를 제거할 수 있다.
제 5 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇(1)은, 캐터필러(910)의 벨트(915)를 제거함으로써 적어도 하나의 주 이동 바퀴(911)를 지면에 닿지 않게 한다. 이를 통하여, 이동 로봇(1)은 적어도 하나의 보조 이동 바퀴(913)와 회수 부재(300)의 장력에 의해 회수될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회수 장치를 구비한 이동 로봇은, 화재 진압, 지뢰 탐지, 원전 내부의 감시 및 조작과 같은 위험 임무를 수행함에 있어서, 이동 로봇이 움직일 수 없는 경우에 사람이 직접 위험 영역에 진입하지 않더라도 용이하게 회수할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 회수 장치를 구비한 이동 로봇에 있어서,
    몸체(Body)에 장착되는 적어도 하나의 이동 부재;
    상기 이동 로봇으로 전원을 공급하도록 상기 이동 로봇의 일측에 연결된 전선 부재;
    상기 전선 부재의 강성(Rigidity)보다 높은 강성을 가지고, 상기 전선 부재를 그 내부에 위치시켜 상기 전선 부재를 감싸도록 구비되는 회수 부재;
    상기 회수 부재를 수발하는 회수 기구
    를 포함하는, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 부재는, 상기 몸체의 표면을 둘러싸도록 장착되는, 볼캐스터(Ballcaster), 바퀴형 캐스터, 고정형 플리퍼(Flipper) 중 적어도 하나인 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 부재는, 상기 이동 로봇의 하부면에 위치한 하부 패널에 장착되는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 로봇이 이동 불가인 상태를 감지하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 상기 하부 패널을 하측으로 돌출시키는 리니어 모터(Linear Motor);
    를 더 포함하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 부재는 상기 리니어 모터에 의해 상기 이동 로봇의 이동 수단보다 하측으로 돌출되는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 부재는, 상기 몸체의 표면을 둘러싸도록 장착되는, 에어백 모듈(Airbag Module)을 포함하고,
    상기 이동 로봇이 이동 불가인 상태를 감지하는 제어부;
    를 더 포함하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부에서 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 상기 에어백 모듈이 구동되어 상기 이동 로봇을 구 형상으로 형성하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 이동 수단과 연결되는 적어도 하나의 기어;
    상기 적어도 하나의 기어와 맞물려 상기 이동 수단을 구동시키는 주 모터(Primary Motor); 및
    상기 이동 로봇이 이동 불가인 상태를 감지하는 제어부
    를 더 포함하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부에서 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 상기 주 모터가 상기 적어도 하나의 기어와 분리되도록 상기 주 모터가 일측으로 이동되는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 이동 수단은 캐터필러(Caterpillar)이고,
    상기 캐터필러는 적어도 하나의 주 이동 바퀴, 적어도 하나의 보조 이동 바퀴 및 상기 적어도 하나의 주 이동 바퀴 및 적어도 하나의 보조 이동 바퀴를 감싸는 벨트를 포함하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동 로봇이 이동 불가인 상태를 감지하는 제어부;
    상기 캐터필러와 연결된 리니어 모터(Linear Motor);
    를 더 포함하고,
    상기 제어부에서 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 상기 리니어 모터가 상기 벨트의 핀을 제거하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동 로봇이 이동 불가인 상태를 감지하는 제어부;
    상기 캐터필러와 연결된 리니어 모터(Linear Motor);
    를 더 포함하고,
    상기 제어부에서 이동 불가인 상태를 감지한 경우, 상기 리니어 모터가 상기 적어도 하나의 주 이동 바퀴 또는 적어도 하나의 보조 이동 바퀴를 제거하는 것인, 회수 장치를 구비한 이동 로봇.
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